Литейное производство: оборудование для литейной лаборатории и контроля литья металла

Литейное производство: оборудование для литейной лаборатории и контроля литья металла

Чтобы сделать качественную отливку, недостаточно просто расплавить металл, перелить его в подготовленную заранее форму и дать остыть. Так получится изделие малой прочности, с неровными поверхностями. Чтобы этого избежать, применяется литье под давлением. Технология основана на использовании промышленного оборудования, которое создает рабочую среду для изготовления качественных отливок.

Плавка металла

Виды литья под давлением

Литье под нагрузками — эффективный способ изготовления металлических деталей сложной формы. Расплавленным металлом заполняют специальную камеру, которая предназначена для сжатия материала. Когда давление поднимается, расплавленная смесь с высокой скоростью заполняет металлическую форму. Камера сжатия может поддерживать температуру плавления материала до 450 градусов. Выделяется три вида технологического процесса зависимо от скорости заполнения металлической конструкции:

1. Низкая скорость — до 2,5 м/с. Технология применяется для изготовления деталей с толстыми стенками.
2. Средняя скорость — до 15 м/с. Металл заполняет форму турбулентными движениями. Центр отливки заполняется пузырьками воздуха, которые удаляются под воздействием больших нагрузок.
3. Высокая скорость — больше 30 м/с. Расплавленный материал подаётся на такой скорости, что распыляется по поверхности машины. Это захватывает большое количество воздуха, который ухудшает прочность отливки. Чтобы вывести воздух, нагнетаются высокие нагрузки — около 500МПа.

Литье под нагрузкой осуществляется машинами с горячими и холодными камерами.

Промежуточные разливочные устройства

Использование раз­ливочных промежуточных устройств способствует уменьшению разбрызгивания при ударе струи о дно изложницы или о поверх­ность разливаемого металла. Применение таких промежуточных разливочных устройств, как воронки, корытообразные футеро­ванные емкости с несколькими отверстиями в днище и т.п., огра­ничено отдельными случаями (например, разливка единичных крупных слитков для поковок). Применение промежуточных ков­шей получило широкое распространение при непрерывной раз­ливке, когда характер воздействия струи на кристаллизующийся металл имеет особое влияние на качество слитка.

Читайте также: Как соединять провода правильно между собой: 7 способов, проверенных временем

Промежуточный ковш является дополнительным звеном в тех­нологической цепочке сталеплавильный агрегат — сталеразливоч­ный ковш — слиток. Однако, несмотря на определенные затраты, связанные с изготовлением промежуточных ковшей и их обслужи­ванием, применение этого дополнительного звена целесообразно.

Использование промежуточных ковшей имеет следующие пре­имущества:

1. обеспечивает разливку практически всей плавки с одинаковой скоростью и характером истечения струи металла;
2. существенно уменьшается удар струи металла при разливке;
3. можно разливать сверху одновременно несколько слитков;
4. позволяет в необходимых случаях осуществлять дополнитель­ные операции по исправлению состава и повышению качества металла;
5. при непрерывной разливке позволяет разливать несколько плавок без перерыва струи металла, вытекающей из промежуточного ковша (так называемый метод плавка на плавку); некоторый запас металла в промежуточном ковше позволяет про­должать разливку в то время, пока один опорожненный большой разливочный ковш заменяют другим.

Применение промежуточных ковшей имеет ряд недостатков:

1. дополнительная поверхность контакта струи металла с окру­жающим воздухом между большим разливочным и промежуточным ковшами вызывает дополнительное вторичное окисление металла и взаимодействие его с воздухом;
2. дополнительная операция пропуска металла через промежуточный ковш связана с усиле­нием охлаждения металла.

Отмеченные выше недостатки, связанные с использованием промежуточных ковшей, устраняются в результате усовершен­ствования их конструкций. Применяют промежуточные ковши, непосредственно прикрепляемые к большим разливочным (для уменьшения контакта струи с воздухом), ковши с крышкой для уменьшения потерь тепла, ковши с огнеупорными перегородками для улучшения условий всплывания неметаллических включений и т.д.

Сферы применения

Технологический процесс отливки под нагрузками позволяет получать отливки с высоким показателем прочности. Благодаря воздействию высокого давления из изделия выходят пузырьки воздуха, что положительно сказывается на механических свойствах материала. Применение данной технологии:

• изготовление карбюраторов для автомобилей;
• создание сантехнических деталей;
• изготовление частей для бытовых приборов.

Литье под нагрузками применяется при изготовлении деталей для компьютеров, различной электроники.

Преимущества и недостатки метода

Любой технологический процесс имеет как сильные, так и слабые стороны. Преимущества литья под давлением:

1. Изменение свойств отливки. Увеличиваются параметры прочности, твердости материала.
2. Возможность использовать формы для литья несколько раз подряд.
3. Улучшается качество поверхности изделия.
4. Высокая точность соблюдения установленных размеров отливок.
5. Возможность создания тонкостенных изделий (менее 1 мм).
6. Нет дополнительных процессов сборки, разборки, выбивки готовых деталей из форм.
7. Современное оборудование позволяет регулировать скорость поступления расплавленного металла.

1. Конструкции для заливки быстро изнашиваются, если часто работать с высокими температурами.
2. Крайне сложно изготавливать изделия с отверстиями, выемками, полостями.
3. При охлаждении изделия получают внутреннее напряжение.
4. Нельзя создавать крупногабаритные заготовки, поскольку оборудование ограничено по мощности.

Работая с машинами для литья под давлением, нельзя забывать, что по этой технологии материал набирается воздушных вкраплений. Это ухудшает его прочность, способствует быстрому разрушению. Избавиться от пузырьков воздуха можно увеличивая нагрузки. Однако для этого нужно мощное оборудование.

Размер и масса отливок

Сталеразливочный ковш

Сталеразливочный ковш выполняет функции:

1. служит емкостью для транспортировки металла от сталеплавильного агрегата до места разливки;
2. является уст­ройством, при помощи которого сталь распределяется по излож­ницам или по кристаллизаторам установки непрерывной разливки;
3. выполняет роль агрегата, в котором осуществляется ряд метал­лургических процессов (раскисление, легирование, обработка вакуумом, продувка инертным газом, обработка жидкими синте­тическими шлаками или твердыми шлаковыми смесями и т. н.);
4. служит емкостью, в которой металл выдерживают при заданной температуре в процессе разливки плавки.

К сталеразливочному ковшу предъявляют следующие требо­вания. Ковш (без металла) должен быть возможно более легким, компактным и оборудован простыми и надежными устройствами, обеспечивающими выдачу металла необходимыми порциями и с тре­буемой интенсивностью. Футеровка ковша должна обеспечивать возможно более длительную его кампанию (от ремонта до ремонта).

Конструкция и футеровка ковша должны обеспечивать минималь­ные потери тепла (минимальное охлаждение металла) в течение периода разливки.

Кожух ковша — сварной, форма ковша — усеченный конус со сферическим днищем. Отношение диаметра к высоте — близ­ко к 1. Обычно сечение ковшей круглое, в некоторых случаях — слегка овальное (для того чтобы при неизменном размере траверсы разливочного крана использовать ковши большей вместимости). Объем ковша рассчитывают, исходя из объема всей массы металла плюс определенный (5— 10 %) слон шлака.

Отечественная промышленность выпускает стандартные ковши вместимостью от 50 до 480 т. Масса порожнего футерованного ковша вместимостью 300т — 72,5 т, масса порожнего 480-т ковша 136,3 т. Разливочный ковш переносится и удерживается во время разливки разливочным краном. Применяют разливочные краны различной грузоподъемности. т: 260—75/15; 350—75/15; 450—100/20; 630—90/16. Первое означает грузоподъемность главной тележки, второе и третье вспомогательной тележки. Разливочный кран большой грузоподъемности — сложное и дорогостоящее сооружение. Обычно вместимость сталеплавильного агрегата на действующих заводах ограничивается грузоподъемностью разли­вочного крана. Ковши футеруют либо шамотом, либо магнезито­-доломитовыми, либо высокоглиноземистыми огнеупорными мате­риалами. Футеровку ковша выполняют либо из кирпичей, либо монолитной. Для изготовления монолитной футеровки требуется соответствующее оборудование, однако при этом заметно сни­жаются затраты труда. Существует несколько способов выполне­ния монолитной футеровки ковшей: литье (рисунок 4), трамбование (в том числе автоматическое без шаблона), торкретирование, пескометная набивка (с давлением укладки массы до 147 МПа). Выбор того или иного способа футеровки ковша определяется наличием и стоимостью соответствующих оборудования и материалов.

Читайте также: Характеристики профильных труб: размеры, веса, материалы

Рисунок 4 – Схема установки для изготовления монолитной футеровки 130-т сталеразливочных ковшей 1 — сталеразливочный ковш; 2 — поворотная платформа; 3 — шлаковый смеситель; 4 — шнековый транспортер; 5 — шнековый питатель; 6 — буккер шлака; 7 — бункер кварцита; 8 — дозатор жидкого стекла; 9 — бункер жидкого стекла; 1 0 — мешалка для жидкого стекла; 11 — вентиль; 12 — насос для жидкого стекла; 13— ленточный доза­тор для кварцита: 14 — вентиль подачи жидкого стекла; 1 5 — шаблон

Стойкость футеровки ковшей, изготовленных из обычных ша­мотных кирпичей, 10— 15 плавок (наливов). Футеровка изнаши­вается неравномерно, наибольший износ наблюдается в том месте, куда падает струя металла (так называемая боевая стенка ковша), и в районе шлакового пояса. В тех случаях, когда металл в ковше подвергают различным методам обработки, включая методы, свя­занные с интенсивным перемешиванием металла, стойкость шамо­товой футеровки резко снижается; в этих случаях футеровку ковша выполняют из высокоогнеупорных материалов. В зависи­мости от качества огнеупорных материалов и технологии обра­ботки стали в ковше расход огнеупоров колеблется в пределах от 3 до 5 кг/т стали.

Оборудование для выпуска стали из ковша состоит из стопор­ного устройства и разливочного стакана. Обычно в каждом ковше устанавливается один комплект такого оборудования, однако в ковшах большой вместимости для ускорения разливки монти­руются два таких комплекта. Разливочный стакан устанавливают в гнездо, предусмотренное в днище ковша (в самой низкой точке днища — так, чтобы в стакан сливался из ковша весь металл, без остатка). После разливки каждой плавки стакан заменяют новым.

Различают два типа стопорных устройств.

1. Вертикальные стопорные устройства (или просто стопоры). Устройство включает вертикальный стопор, проходящий внутри ковша через массу металла (рисунок 5). При помощи механизма рычажного типа стопор поднимается и опускается. При подъеме нижний конец стопора (пробка стопора) отходит от разливочного стакана и через открывшееся отверстие металл из ковша выливается в изложницу. Стопор состоит из сплошного или полногометаллического стержня, на который надета серия катушек из огнеупорного материала (обычно из шамота).

Рисунок 5 – Сталеразливочный сварной 480-т ковш со стопорным устройством 1 — сливной носок; 2 — цап­фа; 3 — плита; 4 — упор; 5 — пояс жесткости; 6 — стопор; 7 – корпус; 8 – огнеупорный кирпич; 9 — скоба; 10 — вил­ка; 11 — ползун; 12 — вилка; 13 — направляющая труба; 14 — винтовой механизм; 15 — гидравлический цилиндр; 16 — пружина; 17 — ручной рычаж­ной механизм; 18 — шамотная пробка; 19 — сталевыпускной стакан

2. Стопорные устройства скользящего типа. Устройство кре­пится к кожуху ковша снизу снаружи. Отверстие разливочного стакана перекрывается (и открывается) горизонтальным отсе­кающим движением скользящей огнеупорной плиты. В зависи­мости от вида движения отсекателя (прямолинейного или враща­тельного) скользящие затворы делят на шиберные (рисунок 6, а) и поворотные или дисковые (рисунок 6, б) с несколькими отвер­стиями различного диаметра. Дисковые затворы позволяют изменять по ходу разливки скорость истечения металла из ковша или сохранять ее по мере опорожнения ковша (по мере опускания уровня металла в ковше проводить разливку через отверстия все большего диаметра). Расположение затворного устройства вне ковша позволяет производить необходимые операции с нахо­дящимся в ковше металлом (перемешивание и т. д.) без опасения повредить стопор и вызвать этим аварийный выход металла из ковша. Надежность скользящего затвора зависит от огнеупор­ности и износостойкости скользящих плит, от точности их изго­товления и притирки.

Рисунок 6 – Скользящий затвор а — шиберного типа; б — вращающийся; 1 — разливочный стакан ковша; 2 — плиты; 3 — гнездовой кирпич; 4 — наружный разливочный стакан; 5 — металлический защит­ный кожух; 6 — верхний стакан; 7 – неподвижная плита; 8 — вращающаяся плита; 9 — коллектор; 10 — ротор; 11 — пружины; 12 — редуктор; 13 — электродвигатель; 14 — предохранительный кожух; 15 — футеровка промежуточного ковша

В процессе разливки сечение разливочного стакана изменяется. Опасным является случай так называемого зарастания стакана. Такое явление наблюдается, в частности, при разливке стали, раскисленной алюминием. Образующиеся при раскислении час­тицы корунда Аl2O3 оседают на внутренних стенках стакана, обра­зуя тугоплавкую и прочную настыль, внутренний диаметр стакана начинает уменьшаться и, если не принять необходимых мер, раз­ливка может вообще прекратиться. Для предотвращения таких явлений, а также случаев застывания металла (особенно первых его порций) в полости стакана за время от выпуска плавки до на­чала разливки в разливочный стакан подают (с небольшой интен­сивностью) инертный газ.

Падение струи стали из ковша в изложницу или в кристалли­затор сопровождается рядом явлений, отрицательно влияющих на качество металла. Большой напор металла, вытекающего из крупного ковша, вызывает интенсивное разбрызгивание струи при ударе о дно изложницы или о поверхность жидкого металла. Рас­четы и результаты моделирования показывают, что при разливке из ковшей большой вместимости критерий Рейнольдса для струи может достигать значений ≥106, что свидетельствует о высокой степени турбулентности струи. Истечение таких турбулентных потоков сопровождается захватом атмосферного воздуха, а также развитием кавитационных явлений, что в свою очередь приводит к резким местным колебаниям давления металла в слитке. При большом напоре металла струя перестает быть непрерывной, что приводит к эжектированию окружающего воздуха, интенсивному развитию вторичного окисления стали, увеличению содержания азота и т. д. Диаметры разливочных стаканов могут быть различ­ными (от 50 до 120 мм), но все они достаточно велики.

При истечении металла через отверстие в днище ковша создается положение, при котором основное перемещение жидкого металла происходит по оси стакана. Получается, что столб металла, располагающийся над отверстием стакана, как бы непрерывно проваливается, а объемы металла, находящиеся вблизи стенок ковша, не перемещаются и поступают на разливку в последнюю очередь. Температура и свойства этих объемов металла отли­чаются от температуры и свойств внутренних слоев, что приводит к нестабильности качества слитков, отлитых в различные периоды времени по ходу разливки. При входе жидкого металла в стакан происходит сжатие (сужение) струи, которое продолжается до определенной глубины, после чего поток снова расширяется, заполняя все поперечное сечение стакана. Отрыв потока от стен канала и связанное с ним вихреобразование создают в стакане зону пониженного статического давления и являются основной причиной увеличения сопротивления движению жидкости в струе, а также захвата струей воздуха. Дополнительная трудность при решении проблемы организации истечения струи металла из ковша заключается в том, что по мере опорожнения ковша изме­няется напор металла (высота металла в ковше). Может оказаться, что удовлетворительный характер истечения струи в начале раз­ливки (небольшое отношение диаметра струи к высоте столба металла в ковше) сменяется не­ удовлетворительным в конце раз­ливки (при неизменном диаметре струи напор металла резко уменьшился). На характер дви­жения металла в ковше и стакане влияет также расположение ста­кана относительно стен ковша. На практике для организации нормальной разливки используют ряд приемов.

• Сечение, размеры и форму разливочного стакана и его рас­положение в ковше выбирают по результатам предварительного мо­делирования с учетом размеров ковша, состава стали и необходи­мой скорости разливки. Горизон­тальное сечение стаканов может быть круглым, эллиптическим, крестообразным и т д. По высоте стаканы могут быть цилиндричес­кими, цилиндрическими с закру­глением углов на входе струи, формы диффузора, конфузора, в форме диффузора с переходом в цилиндр и др. (рисунок 7).

Рисунок 7 – Форма сталеразливочных конфузорных стаканов а – щелевого для отливки листовых слитков, б – крестового

• Используют удлиненные стаканы таким образом, чтобы металл проходил по раз­ливочному стакану, не соприкасаясь с окружающим воздухом (рисунок 8). Рисунок 8 – Схема подвода стали в кристаллизатор затопленной струи (под уровень металла) 1 – стопор, 2 – ковш, 3 – удлиненный разливочный стакан, 4 – уровень жидкого металла в кристаллизаторе

• Защищают струи металла, вытекающего из ковша, инертным газом, подаваемым из кольцеобразного устройства, окружающего струю.
• Инертный газ подают непосредственно в стакан таким обра­зом, что условия истечения струи определяются не изменяющимся по ходу разливки напором металла, а воздействием выходящего из пористых стенок стакана инертного газа.
• Перемешивают металл в ковше.
• Применяют промежуточные разливочные устройства (во­ронки, промежуточные ковши и т. п.), позволяющие разливать металл почти до конца разливки всей плавки с неизменной и тре­буемой скоростью истечения.

Технология литья под низким давлением

Ещё один способ литья подразумевает использование низкого давления. Эта технология обладает определёнными преимуществами:

1. Возможность изготавливать изделия больших размеров, с тонкими стенками.
2. Меньше материала расходуется на литниковую систему.
3. Низкое давление не воздействует разрушительно на стенки пресс-формы, рабочие элементы оборудования.
4. Высокая скорость подачи расплавленного металла позволяет изготавливать крупногабаритные полые детали.

Чаще всего технология литья под низкими нагрузками применяется в черной металлургии.

Оборудование

Когда выполняется технологический процесс, применяется два вида машин для литья под давлением:

Читайте также: Как сделать непромокаемую ткань в домашних условиях

1. С горячей камерой. Используются для создания отливок из металлов, которые плавятся от температуры до 450 градусов по Цельсию. Конструкция устроена так, что во время рабочего хода поршня, через который передаётся давление, расплавленный металл сам заполнят пресс-форму. Когда она заполняется до краёв, срабатывает датчик, передающий сигнал на поршень. Он начинает движение вниз. После кристаллизации материала форма раскрывается автоматически. Подвижные механизмы выталкивают отливку наружу. Оборудование работает при сложных условиях. Из-за этого часто выходят из строя разные детали станка.
2. Машины с холодными камерами. Нагнетают небольшое давление (до 100 МПа). Мастер должен залить расплавленный материал в камеру, которая предназначена для прессования. Далее под воздействием нагрузок будущее изделие направляется к пресс-форме. Металл кристаллизуется. После этого подвижные элементы открывают конструкцию для застывания. Из заготовки удаляется стержень, после которого остаётся свободная полость. Пресс выталкивает изделие наружу.

Машины с холодными камерами не позволяют получать тонкостенные детали из-за быстро охлаждения материала.

Машина для литья под давлением

Выпускной желоб

Выпускной желоб состоит из металлического сварного или литого кожуха, футерованного, как правило, шамот­ным кирпичом, установленного с наклоном 0,10—0,12 к горизон­тальной плоскости (для обеспечения полноты стекания металла).

Сверху шамотный кирпич покрывают хромомагнезитовой массой, которую возобновляют после каждой плавки. Сечение желоба — трапецеидальное. На небольших мартеновских печах устанавли­вают стационарный желоб, прикрепляемый к печи у выпускного отверстия. На крупных мартеновских и двухванных печах приме­няют, как правило, съемные стальные желоба. После выпуска металла желоб снимают краном и переносят в разливочный пролет для ремонта, а продолжающий вытекать из печи шлак попадает в заранее подставленную шлаковую чашу. На мартеновских печах садкой >300 т плавку одновременно выпускают в два ковша (рисунок 3). Такие печи называют двухжелобными.

Рисунок 3 – Схема двухручьевого универсального сталевыпускного желоба 1 — сталеплавильный агрегат; 2 — желоб; 3 — перегородка для отделения печного шлака; 4 — выем для слива шлака; 5 — механизм поворота желоба вокруг продольной оси; 6 — шлаковая чаша; 7 — сталеразливочный ковш

Технический процесс

Литье металлов под давлением имеет несколько этапов, которые должны следовать строго друг за другом. Если технология будет нарушена, результат не будет соответствовать норме. Этапы проведения работ:

1. Изготавливается форма для создания отливок.
2. Она закрепляется на машине.
3. Металл расплавляется и подаётся в камеру для прессования.
4. Под воздействием возрастающих нагрузок, он на высокой скорости переливается в пресс-форму.
5. Далее материал кристаллизуется, одновременно на него начинает воздействовать рабочий поршень.
6. Когда изделие будет готово, удерживающая конструкция автоматически открывается. Подвижные элементы выдавливают детали из машины.

Автоматизированное оборудование требует от мастера контроля за подвижными элементами, проверки заготовок. Изготовление конструкций для создания отливок сложной формы требует точного составления чертежа, использования высокопрочных сплавов, металлов. Они должны выдерживать нагрузку, превышающую 500 МПа.

Литье под давлением — технология, позволяющая изготавливать металлические изделия с тонкими стенками. Применяется в разных отраслях промышленности. Важно знать основные этапы технологического процесса, учитывать используемый материал, возможность оборудования. Высокие нагрузки могут вывести машину из строя, испортить структуру металла.

Интересные предложения для литейщиков

Рынок приборов для анализа металлов и сплавов, и других материалов насыщен различными моделями анализаторов, которые могут быть использованы в системе контроля качества литейного производства. Среди них можно найти стационарные, мобильные и портативные устройства, позволяющие решать различные аналитические задачи.

Искролайн 100

Искролайн 100 — настольный спектрометр для анализа химического состава металлов и сплавов. Способен распознавать более 70 элементов, в том числе углерод, серу и фосфор. Прибор используется для входного контроля, сертификационного анализа и экспресс-анализа плавки.

Искролайн 300

Искролайн 300 — атомно-эмиссионный спектрометр, относящийся к лабораторному классу. Прибор способен выполнять экспресс-анализ металлов и сложных сплавов на любых основах в диапазоне спектров 174–930 нм. Находит применение как для решения рутинных аналитических задач, так и проведения сертификационного анализа.

SciAps серия X

Эта серия портативных рентгенофлуоресцентных анализаторов оснащена инновационным аппаратным обеспечением, что позволяет проводить исследование любых проб. Библиотека-марочник насчитывает более 1200 марок с возможностью неограниченного расширения. Параметры прибора оптимизируются в автоматическом режиме.

Литейное производство: оборудование для литейной лаборатории и контроля литья металла

Литейное производство позволяет производить заготовки и детали различной конфигурации и массы. Получению готовых изделий предшествует множество операций, некоторые их которых происходят при высокой температуре, и предполагает работу с материалами в различных агрегатных состояниях: твердом, газообразном и жидком.

В литейном цехе используется разнообразное технологическое и транспортное оборудование, а получение качественных отливок невозможно без контроля различных параметров на всех этапах производства, поэтому оснащению лаборатории уделяется особое внимание. В арсенале этого подразделения предприятия должны быть приборы для проведения требуемых исследований, в том числе экспресс-анализа химического состава металлов и сплавов.

Технологический процесс литейного производства

Представление о технологии получения отливок дает возможность понять проблемы, которые стоят перед литейщиками. Контроль качества на каждом участке литейного цеха оказывает влияние на качество готовой продукции и производительность, поэтому снижение внимания на каким-либо этапе технологического процесса — недопустимая ошибка со стороны технологов.

Отдельные производственные процессы литейного производства представляют собой целостный технологический комплекс, который можно разбить на следующие основные этапы:

• Технологическая подготовка. Определяется способ получения отливки, разрабатывается ее чертеж, проектируется оснастка и технология.
• Изготовление формы. По чертежам осуществляется изготовление модели, стержней и оснастки, которые необходимы для формовки изделия. Процесс формовки происходит параллельно с плавкой сплава заданного химического состава и определенной температурой.
• Заливка и охлаждение. Литейные формы заливают расплавленным металлом с помощью ковша или литейной машины.
• Извлечение отливок и их обработка. После охлаждения отливки до определенной температуры ее удаляют из формы, а также извлекают стержни. Затем она подвергается обработке для придания товарного вида.

Литейная установка «DUCATRON»

Начиная с 1968 года

Читайте также: Новый сверх прочный сплав титана с золотом β-Ti3Au

производит известную во всем мире индукционную литейную установку
«Ducatron»
.

Отличительной особенностью современной литейной установки является то, что она имеет встроенный тиристорный генератор, с очень высоким КПД — 90% от потребляемой мощности, в то время как традиционные ламповые генераторы имеют КПД не более 80%. Кроме того, тиристорный генератор обеспечивает стабильную выходную мощность, что обеспечивает заданные режимы плавки и положительно сказывается на качестве расплавляемого металла.

Оптимальная частота работы генератора (135 кГц) обеспечивает наилучшее перемешивание металла во время плавки, что гарантирует однородность сплава и исключает поверхностный перегрев, характерный для традиционных ламповых генераторов.

Конструкция центрифуги для заливки расплавленного металла в литейную форму выполнена таким образом, что обеспечивает автоматическую балансировку опоки и тигля за счет противовеса, установленного в задней части рычага. Равновесие достигается в результате использования комплектов «цилиндр — люлька» постоянного веса.

Кроме того, центрифуга оснащена датчиком положения рычага и имеет автоматический лифт, что гарантированно исключает повреждение плавильного тигля от случайных его поломок во время плавки и заливки расплавленного металла в литейную форму.

Литейная установка «DUCATRON»

имеет простое управление при помощи мембранных клавиш и плавную регулировку выходной мощности, что гарантирует качественное расплавление любых стоматологических сплавов в широком диапазоне температур.

Данная установка оснащена также блокировкой для крышки во время работы, связанной с расплавлением и заливкой металла и, кроме того, она оснащена всем необходимым для работы, включая комплект тиглей для плавки как благородных, так и не благородных стоматологических сплавов, щипцами для удержания тиглей, встроенная система контроля мощности, защита сплава от окисления аргоном и т.д.

Основное технологическое оборудование

При рассмотрении структуры оборудования, входящего в состав литейного цеха, можно выделить специализированное оборудование и оборудование общего назначения. К первой группе относятся агрегаты, без которых невозможен основной технологический процесс — получение из металла готового изделия.

Механизмы, относящиеся ко второй категории, играют вспомогательную роль, и обеспечивают функционирование первых. К ним относятся:

• подъемники,
• питатели,
• крановое хозяйство,
• бункеры,
• трансформаторы,
• конвейеры и ряд других.

Основное технологическое оборудование отличается большим разнообразием, и подбирается в соответствии со спецификой производства, особенностями номенклатуры изделий и материалов, используемых для их получения. Эта группа агрегатов требует более детального рассмотрения.

Плавильные печи

Плавильная печь — основной технологический агрегат литейного цеха, который предназначен для получения сплава заданного химического состава. Это оборудование различается по способу нагрева, и может работать с использованием различных шихтовых материалов.

Печи бывают следующих типов:

• Индукционные.
  Принцип действия агрегата основан на индукционном расплавлении металла при прохождении через него вихревых токов. Для создания электромагнитного поля используется индуктор. Печи этого типа отличаются высокой скоростью расплавления шихты, удобством обслуживания, экономичностью и экологичностью. Кроме этого, имеется возможность быстрого перехода от одного сплава к другому.
• Электродуговые.
  Нагрев металла осуществляется электрической дугой постоянного или переменного тока. Агрегат позволяет вести плавку с окислением для получения конструкционных сталей или предусматривает безокислительный процесс для производства легированных марок.
• Газовые.
  Источником тепла служит газовоздушная смесь. Эти устройства обеспечивают точный контроль температуры, поэтому находят применение для плавки цветных и ценных металлов.

Литейные машины

В зависимости от способа прессования бывают литейные машины горячего и холодного прессования. Последние имеют довольно узкую специализацию, и предназначены для сплавов на основе меди, алюминия и магния.

Формовочное оборудование предназначено для получения литейных форм. Оно позволяет получать уплотненные формы и обеспечивает высокое качество отливок.

Читайте также: Маломагнитная сталь марки 45Г17ЮЗ для листового и профильного проката

Ковши

Литейные ковши предназначены для транспортировки и разливки сплава в жидком состоянии. Они могут принимать различную форму, а их объем подбирается в зависимости от особенностей технологического процесса.

Индукционная печь

Наиболее востребованными печами для плавления металлов на небольших производствах являются индукционные плавильные печи.

Данные печи применяют для плавки таких материалов, как

Преимущество данного вида печей заключаются в том, что, работая на индукторах, они имеют способность розлива жидкого металла в специальную ковшовую емкость. Это происходит посредством работы гидравлической системы или механической системы.

Устройства печи

• корпус из асбоцимента;
• индуктор (катушка со множеством витков);
• узел для осуществления плавки с тигелем изтолстого стройматериала (при выборе печи следует учитывать размер тигель, так как от этого будет зависить конечное количество продукции, получаемой за один плавильный цикл);
• шинопроводы;
• батареи компенсирующих конденсаторов;
• водоохлаждаемые катушки редукторов. Индукционная печь

Посредством возникновения потоков, имеющих вихревой тип, происходит накаливание и плавка металла, который закладывается в специальный тигель, выполненный из графита. В данном тигле и происходит весь плавильный процесс и перемешивание массы металла, которое происходит под действием электродинамических сил. Электрическая энергия выдается на индукторную установку посредством специальных двух кабелей, которые используются как водоохлаждение. Питание всей конструкции осуществляется посредством работы специального устройства, такого как преобразователь частоты.

Управление печью для плавки металлов может осуществляться двумя способами:

• механическим способом,
• посредством дистанционного управления.

Индукционные печи литейные являются достаточно производительным и высококачественным оборудованием, которое способно выдавать большие объемы готовой продукции.

Существуют различные модификации данных печей, которые подходят для любых производств, специализирующихся на выплавке разного рода металлов. Популярны такие виды электрических приборов, как муфельная плавильная печь, сталеплавильная печь и дуговая сталеплавильная печь. Первые являются очень эффективными и безопасными в использовании. Очень важную роль для металлургии сыграло такое изобретение как сталеплавильная печь. С ее помощью, стало возможным нагревать любые материалы.

В индукционных печах выплавку такой стали, как

• латуни,
• чугуна,
• меди,
• стали,
• палладия,
• титана,
• бронзы,
• серебра.
• силуминов.

В особую группу можно выделить индукционные тигельные печи. Они позволяют загружать большое количество материалов (до двух и более тонн). В России достаточно много заводов-производителей индукционных тигельных печей. Качество их продукции всегда очень высокое. Важно помнить, что рекомендуются покупка индукционных тигельных печей именно от производителя.

Преимущества использования индукционных печей состоит в том, что данный вид плавки металла является экономичным. Накаливание металла приводит к выделению большого количества тепла, которое позволяет разогреть печь быстрее. Как правило, широко распространены печи с возможностью разогрева до температуры тысяча двести градусов в среднем. Как правило, цена индукционной плавильной печи достаточно высока, так как их производство трудоемко, но данные аппараты оправдывают такую стоимость долгой службой.

Читайте также: К какой группе металлов принадлежит железо и его сплавы?

Система контроля качества

Получение качественной и конкурентоспособной продукции литейного производства невозможно без контроля на всех этапах различных характеристик и свойств материалов, используемых в технологическом процессе. Система контроля качества подразумевает:

• Контроль состава песка, определения технологических характеристик формовочных материалов и стержней применяются измерительные приборы разнообразных моделей.
• Контроль качества литья осуществляется различными неразрушающими методами исследования, которые позволяют определить соответствие изделий требованиям стандартов.
• Ведение плавки для получения сплава заданного химического состава — важнейшая задача, стоящая перед литейщиками. Для ее решения используются современные аналитические приборы — спектрометры, которые позволяют максимально оперативно с высокой степенью точности результатов выполнить анализ металла.

Спектральные анализаторы. Виды и требования к приборам

Особенности ведения технологического процесса в плавильных печах требует постоянного контроля химического состава на всех стадиях получения металла. Основные требования, предъявляемые к приборам, используемым для этих целей:

• экспрессность;
• высокая точность;
• возможность проведения контроля неразрушающими методами;
• простота проведения анализа;
• возможность автоматизации;
• приспособленность к эксплуатации в производственных условиях.

Оптико-эмиссионные анализаторы

На производстве находят широкое применение оптико-эмиссионные спектроскопы с искровым и дуговым возбуждением спектра (или их комбинацией), у которых рабочей средой служит аргон или воздух. Наиболее простой из них — стилоскоп, который имеет невысокую стоимость и позволяет быстро проводить визуальный анализ химического состава металлов и сплавов. Прибор не отличается высокой точностью, так как для регистрации спектра используется глаз оператора, поэтому литейщики прибегают к использованию более совершенных устройств, которые исключают недостатки стилоскопов.

К преимуществам современных оптико-эмиссионных приборов относят:

• Возможность обнаружения даже незначительных примесей в сплавах. Это имеет особенную важность в литейном производстве, так как для ведения плавки необходимо знать содержание таких элементов, как углерод, сера и фосфор.
• Высокая точность результатов исследования. Метод используется не только для экспресс-анализа, но и для проведения сертификационного анализа.
• Анализ осуществляется бесконтактным способом.
• Нет необходимости отбора массивных проб.
• Экспрессность. Фактор времени при получении в плавильной печи сплава заданного состава имеет исключительную важность.

Оптико-эмиссионные приборы требуют проведения калибровки. Потребитель получает устройство с загруженными аналитическими программами, что может привести к затруднению при работе со сплавом, имеющим неизвестный химический состав, который отличен от состава стандартного образца. Для получения точных результатов перед исследованием проба нуждается в подготовке.

Рентгенофлуоресцентные анализаторы

Рентгенофлуоресцентный анализ металлов и сплавов позволяет провести количественный и качественный анализ металлов и сплавов. Приборы отличаются компактными размерами и простотой использования. Несмотря на универсальность, они не могут определять присутствие элементов с атомным номером менее 11. Таким образом, РФА не позволяют определить содержание углерода в стали и чугуне — наиболее распространенных материалов для производства отливок.

Тем не менее, метод широко используется в литейном производстве, и дополняет АЭСА, благодаря ряду преимуществ:

• Высокая точность результатов исследований.
• Анализ проводится без разрушения образца.
• Низкий предел обнаружения.
• Простая пробоподготовка.
• Возможность анализа пробы много раз.
• Высокая производительность.

Муфельные печи

В процессе почти любого производства необходимо проводить термическую обработку детали (нагрев, закалку, отжиг). Причем нужно не только соблюдать определенный температурный режим, но и осуществлять контроль за процессом охлаждения. В этом случае лучше всего использовать муфельные печи.

Существует печи со стационарно встроенным муфелем. Они практичны и удобны, но довольно быстро выходят из строя и подходят для маленьких производств. На больших производствах используется устройства, которые имеют сменную набивку. Такая муфельная печь работает без перерыва, а детали в нее погружают уже вместе с муфелем (причем сами муфели изготавливаются непосредственно на производстве, так как их требуется достаточно много).

Изготавливают камеры таких печей из огнеупорных материалов различного свойства:

• тонкостенной керамики (когда технологический процесс требует быстрого остывания),
• минеральной ваты (когда же требуется сохранять тепло в печи длительное время после ее выключения),
• металлических сплавов (металлическая камера не эффективна, лучше всего выбрать печь с металлическим корпусом и камерой из тонкостенной керамики),
• кирпича (шамотный кирпич),
• асбестовые плиты,
• глины (в последних трех случаях дополнительной теплоизоляцией все равно будет волокно).

Объем камеры данной печи может варьироваться. Минимальная загрузка – 5 литров, максимальная – более 100 литров.

Ключевыми элементами нагревания печи являются система нагрева, камера и термопара, контролирующая поддержку необходимой температуры.

Существуют горизонтальные и вертикальные муфельные печи. Речь идет, прежде всего, о погрузке-выгрузке продукции. Горизонтальные печи намного безопаснее. Но печи с вертикальной выгрузкой шахтного типа обеспечивают более устойчивый и равномерный нагрев продукции. Различают также трубчатые, колпаковые и камерные муфельные печи. В настоящий момент есть также высокотемпературные и низкотемпературные муфельные печи.

Принцип работы муфельной печи

Муфельная печь работает при разогреве муфеля до определенной температуры. Разогрев муфеля сопровождается большим затратами электроэнергии или топлива, особенно если муфель массивный. В некоторых случаях используется муфель из волокнистых материалов. В этом случае происходит устранение прямого излучения нагревателей на материал. Но данные муфели не устойчивы к газовыделению, которое происходит при обработки керамики или металла, поэтому они очень быстро разрушаются.

В большинстве современных муфельных печей находятся современные энергосберегающие нагревательные элементы MoSi2. Они более долговечны.

На небольших предприятиях могут использовать муфели изготовленные из керамики (керамика должна быть не простой и отличаться большой теплопроводимостью), которые способствуют равномерному распределению температуры в печи.

Принцип работы муфельной печи

Интересные предложения для литейщиков

Рынок приборов для анализа металлов и сплавов, и других материалов насыщен различными моделями анализаторов, которые могут быть использованы в системе контроля качества литейного производства. Среди них можно найти стационарные, мобильные и портативные устройства, позволяющие решать различные аналитические задачи.

Искролайн 100

Искролайн 100 — настольный спектрометр для анализа химического состава металлов и сплавов. Способен распознавать более 70 элементов, в том числе углерод, серу и фосфор. Прибор используется для входного контроля, сертификационного анализа и экспресс-анализа плавки.

Искролайн 300

Искролайн 300 — атомно-эмиссионный спектрометр, относящийся к лабораторному классу. Прибор способен выполнять экспресс-анализ металлов и сложных сплавов на любых основах в диапазоне спектров 174–930 нм. Находит применение как для решения рутинных аналитических задач, так и проведения сертификационного анализа.

SciAps серия X

Эта серия портативных рентгенофлуоресцентных анализаторов оснащена инновационным аппаратным обеспечением, что позволяет проводить исследование любых проб. Библиотека-марочник насчитывает более 1200 марок с возможностью неограниченного расширения. Параметры прибора оптимизируются в автоматическом режиме.

Научно-техническая создана в 1989 году специалистами, которые ранее работали во ВНИИЭТО. По их научно-техническим разработкам, были созданы и освоены в промышленности плавильные плазменные печи, не имеющие зарубежных и отечественных аналогов.

Под научным руководством В.С. Малиновского впервые в мире были созданы промышленные универсальные дуговые печи постоянного тока с уникальными технологическими возможностями, в том числе для плавки алюминиевых сплавов.

Читайте также: Сплав железа с никелем. Магнитный сплав железа с никелем

Результаты работ были широко опубликованы в научно-технической литературе и защищены более 130 авторскими свидетельствами и патентами, авторами которых являются сотрудники ООО «НТФ «ЭКТА».

Специалистами НТФ «ЭКТА» была разработана, впервые опубликована и запатентована концепция универсальных дуговых печей постоянного тока нового поколения (ДППТУ-НП), возможности которых полностью удовлетворяют возможностям плазменных печей и по основным технико-экономическим показателям превосходят их.

Технические решения, определившие современные технико-экономические показатели печей, разработаны и запатентованы 000 «НТФ «ЭКТА»:

Патенты РФ №2104450, №2048662, №21090773, №2112187, №1464639, №2295576 и др.

Сразу, после организации фирмы благодаря высокому авторитету ее специалистов ей было поручено осуществлять реконструкцию плавильного производства таких ведущих машиностроительных и металлургических предприятий России, как ПО «Электростальтяжмаш», ПО «Электросталь», «КАМАЗ», АМО «ЗИЛ», ПО «ВИЗ», ПО «Ижсталь», «КЭМЗ» и др. То есть все работы по созданию и освоению универсальных дуговых печей постоянного тока были заказаны научно-технической . В тот период переживаемых в стране трудностей многие предприятия потеряли возможность заниматься реконструкцией своих производств, а другие были ликвидированы. И только благодаря высоким технико-экономическим, экологическим и другим показателям нашего новейшего плавильного оборудования было сохранено направление, обеспечившее на многих предприятиях их конкурентоспособность даже в тяжелых условиях.

Разработки и поставку высокотехнологичного наукоемкого оборудования мы ведем в содружестве с ведущими предприятиями электротехнической промышленности России и ближнего зарубежья — ОАО «Электротяжмаш», ОАО «Электро, «Estel plus», ОАО «Сибэлектротерм» и другими предприятиями.

Наша фирма получила заявки и проводит предпроектные проработки по реконструкции плавильного оборудования с многими машиностроительными и металлургическими заводами в направлении замены действующего оборудования для производства различных марок стали — углеродистых, высокопрочных, жаропрочных, кислотостойких и других, чугунов — серых, высокопрочных, специальных, сплавов и лигатур на основе алюминия, меди, никеля, кобальта, титана, переработки отходов из перечисленных сплавов, в том числе свинцовосодержащих, а также восстановительной плавки рудных материалов. Внедрение ДППТУ-НП ведется путем комплектной поставки оборудования и реконструкции действующих сталеплавильных дуговых печей переменного тока по методике ООО «НТФ «ЭКТА».

В настоящее время реально действующих дуговых печей постоянного тока, созданными другими фирмами которые пытаются повторять наши разработки, в том числе с нарушением наших патентных прав, нет.

В ДППТУ-НП освоено производство:

• различных марок стали, в том числе углеродистых, высоколегированных, инструментальных, штамповых, азотосодержащих, конструкционных и других, сплавов ответственного назначения;
• любых марок чугунов (включая синтетические) с обработкой шлаком для рафинирования и десульфурации; сплавов на основе алюминия, меди, никеля, кобальта, свинца, титана и других металлов;
• переплав отходов перечисленных металлов; любых, сложных по составу, видов лигатур; ферросплавов, раскислителей и других материалов.

Другие технологические возможности ДППТУ-НП:

• Ведение восстановительных плавок окисленных материалов
• Плавка, совмещенная с карботермией и алюмотермией
• Приготовление ферросплавов и лигатур с использованием рудных концентратов титана, никеля, кобальта и других металлов
• Переплав аккумуляторного лома с восстановлением окисленного свинца

Универсальные дуговые печи постоянного тока нового поколения синтезируют уникальные технологические возможности:

1. Система плавки устраняет локальный перегрев металла во все периоды плавки.

2. Система магнитогидродинамического (МГД) перемешивания расплава обеспечивает во все периоды плавки:

• идеальную гомогенную структуру расплава по температуре и химическому составу;
• высокую скорость растворения легирующих элементов;
• многократное увеличение эффективной межфазовой поверхности шлак-расплав, расплав-подина печи, за счет чего резко увеличивается глубина и скорость прохождения процессов дефосфорации, десульфурации, науглероживания, обезуглероживания, особенно при рудном кипе;
• удаление неметаллических включений и газов из металла;
• высокую скорость восстановительных процессов, их глубину в шлаковой фазе и на границе раздела шлак-расплав.

За счет подавления образования первичного шлака при окислении материалов плавки МГД перемешивание может поддерживать или полностью управлять основностью и свойствами шлака на всех стадиях плавки.

3. МГД перемешивание, со специальными режимами управления дугового разряда, обеспечивает оптимальную теплопередачу из дуги в металл, при которой не требуетсязакрывать дугу вспененным шлаком; совмещать дуговой нагрев с продувкой металла кислородом и другими газами; применять газокислородные горелки и другие средства, приводящие к высоким потерям металла, выбросам в окружающую среду, резкому снижению эффективности использования электрической энергии, потере качества металла, повышению себестоимости его производства.

4. Система электропитания печей, управления электрическими режимами, подавления вихревых потоков в расплаве, «паразитных дуг», автоматический контроль и подавление дуговых пробоев на ответственных элементах, конструктивные решения — обеспечивают высокую надежность основных элементов печей: подовых электродов, экономайзера, охлаждаемых элементов стен и свода.

5. Автоматическое управление режимами работы печи, заложенное в систему электропитания, в сочетании с техническими решениями

• обеспечили подавление газообмена печной среды с окружающим пространством;
• позволили сделать управляемыми состав и температуру газа внутри печи;
• обеспечить минимальное пыле-газообразование при плавке;
• глубокое самопроизвольное сжигание газов до простых окислов при выходе из печи, их скоростное охлаждение и, как следствие — минимальные потери тепла с отходящими газами; практически полностью подавить образование окислов азота, диоксинов, фуранов, цианидов.

Отказ от сжигания минерального топлива при плавке обеспечил требования Киотских соглашений.

6. Для комплектации печей по техническим требованиям ООО «НТФ «ЭКТА» ведущими предприятиями России и за рубежом разработаны серия современных источников электропитания и система, с использованием микропроцессорной техники, интеллектуального управления режимами плавки, реализующие выполнение единой энерготехнологической концепции печей и технологических процессов.

ДППТУ-НП эффективны при использовании СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, разработанной и запатентованной 000 «НТФ «ЭКТА»,в состав которой, наряду с использованием дуги постоянного тока, входят специальные режимы плавления и нагрева расплава, МГД перемешивание расплава, специальные технологии. Без взаимодействия элементов системы дуговые печи не эффективны.

ДППТУ-НП принципиально отличаются от других дуговых печей, включая отечественные и зарубежные дуговые печи постоянного тока, — по конструкции, способу плавки, техническим и технологическим возможностям.

Реализованные в промышленности универсальные возможности печей производства 000 «НТФ «ЭКТА» позволяют называть их дуговыми печами постоянного тока НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ.

Действующих дуговых печей постоянного тока с показателями ДППТУ-НП, предлагаемыми другими фирмами в России и зарубежом, нет.

ДППТУ-НП НЕ ИМЕЮТ АЛЬТЕРНАТИВЫ в плане реализации решений КОМПЛЕКСА ЗАДАЧ, позволяющих обеспечить показатели КАЧЕСТВА металла, трудно достигаемые на других типах печей. При этом можно использовать любые рядовые дешевые шихтовые материалы.

ДППТУ-НП созданы для производства качественного литья и сплавов, переработки вторичного лома черных и цветныхметаллов.

Они обеспечивают:

• Экологию металлургических процессов (низкий уровень пылегазовыбросов)
• Новый принцип магнитогидродинамического (МГД) перемешивания расплава
• Новые электрические режимы расплавления шихты, нагрева и рафинирования расплава
• Экономию электроэнергии
• Значительное повышение качества производимых металлов и сплавов, по сравнению с другими типами печей, без использования дополнительного оборудования для шихтоподготовки и внепечной обработки, с применением дешевых шихтовых материалов
• Широчайший диапазон номенклатуры выплавляемых металлов, сплавов, ферросплавов, раскислителей и лигатур
• Возможность вести любые активные металлургические процессы
• Высокую надежность, взрывобезопасность работы оборудования
• Высокую производительность
• Низкий угар шихтовых материалов, графитированных электродов

С полной ответственностью гарантируем все вышеуказанные достоинства оборудования, которые ПОДТВЕРЖДЕНЫ практическими и статистическими данными и показателями.

Печи надежны, взрывобезопасны, позволяют проводить разовую и с подзавалками загрузку, осуществлять полный или частичный слив металла, вести все известные активные металлургические процессы, связанные с обработкой металла шлаками, десульфурацию, дефосфорацию, науглероживание, обезуглероживание, глубокое рафинирование, рудный и кислородный кип.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЕЧЕЙ

• Удельный расход электроэнергии на расплавление твердой завалки 1,10 — 1,20 от теоретического расхода энергии на расплавление.
• Удельный расход электроэнергии на доводку металла 1,10-1,15 от теоретических энергозатрат на технологические операции.
• Низкий угар элементов 0,2-1,5 %, отсутствие теплопотерь с первичным шлаком и низкая энергоемкость отходящих печных газов, высокая скорость плавления и проведения технологических процедур объясняют рекордно низкий расход электроэнергии.

ЭКОЛОГИЯ

Как правило, для работы ДППТУ-НП не требуется дополнительного введения системы пылегазоочистки, достаточно применения внутрицеховой вытяжной вентиляции. Высокая температура газа внутри печи, подавление газообмена с окружающей средой, высокая концентрация моноокислов, низкий угар шихты, практическое отсутствие азота и кислорода в печном пространстве устраняют возможность образования диоксинов, фуранов, окислов азота, цианидов. При выходе из печи в систему вентиляции горячие печные газы воспламеняются и догорают до простых окислов С02, Н20. Это позволяет не проводить очистку шихты перед плавкой.

Магнитогидродинамическое перемешивание обеспечивает идеальную гомогенность температуры и химического состава расплава, устраняет возможность его локального перегрева. МГД перемешивание позволяет вести технологические операции с высокими скоростями и глубиной.

Футеровка печи выполняется из традиционных огнеупорных материалов без специальных требований, выбираемых для ведения конкретных технологий, с температурой расплава от 200-400 С°(свинец, олово) до 1720 С°(сталь, лигатуры, ферросплавы и др.). В процессе работы проводятся горячие и холодные ремонты футеровки с использованием отработанных приемов для ДСП. По требованию Заказчика, стены и свод печей могут быть выполнены водоохлаждаемыми.

За счет изменения формы футеровки емкость печи может быть увеличена на 20-30 % от номинальной.

Реконструкция плавильного производства с внедрением ДППТУ-НП окупается обычно в течение 3-х — 15-ти месяцев, в зависимости от сортамента выплавляемого металла и необходимой производительности.

При организации производства ДППТУ-НП обеспечивает самые низкие затраты (в том числе, на основные фонды) по сравнению с затратами на производство с применением других типов печей, вследствие снижения или исключения расходов по опциям, включающим оборудование для подготовки шихты, внепечную обработку, обеспечение экологии технологического процесса, электро и энергоснабжение.

Оборудование, производимое ООО «НТФ «ЭКТА», сертифицировано РОССТАНДАРТОМ, имеет РАЗРЕШЕНИЕ ГОСГОРТЕХНАДЗОРА на разработку и его дальнейшее применение.

СОСТАВ ПЕЧНЫХ УСТАНОВОК ДППТУ-НП

• Плавильная печь (механическая часть, подовые электроды)
• Источник питания в составе печного трансформатора, тиристорного преобразователя, сглаживающих реакторов, теплообменного агрегата для охлаждения тиристоров
• Высоковольтные ячейки в комплекте с устройствами защиты от перенапряжений по высокой стороне
• Комплект защиты от перенапряжений по переменному и постоянному токам
• АСУ — печь; пульты и шкафы управления

НТФ «ЭКТА» обеспечивает по договору:

Читайте также: Вольфрам и карбид вольфрама: что вы должны знать о них.

• Разработку строительного задания для размещения оборудования с учетом местных условий Заказчика, проекты электрической и электросиловой части
• Шеф-монтажные и пуско-наладочные работы, в том числе отработку базовых энерготехнологических режимов (до 5-8 плавок)
• Гарантийное и сервисное обслуживание
• Обучение обслуживающего персонала

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ (ИП)

ИП ДППТУ-НП имеют простую и эффективную систему соединения элементов. Трансформатор — простой конструкции, без переключения ступеней напряжения и встроенных реакторов, имеет несколько 3-х фазных обмоток, каждая из которых подключена к секции тиристорного преобразователя. Секции преобразователя переключениями соединяются последовательно, последовательно — параллельно и параллельно. При этом обеспечивается оптимальное соотношение тока и напряжения при сохранении постоянной мощности печной установки, в течение всей плавки.

Источник питания позволяет ликвидировать резко переменные нагрузки, довести до возможного минимума генерацию высших гармоник, не устанавливать систему компенсации реактивной мощности. ИП может быть 6-ти-, 12-ти- и т.д. -пульсный.

Дополнительные функции системы управления источником питания обеспечивают важнейшие технологические параметры, в том числе МГД- перемешивание расплава, и экономические показатели печей.

ДППТУ-НП оснащены системой микропроцессорного контроля и управления электрическими и технологическими параметрами печи.

На ДППТУ-НП установлены простые и надежные по конструкции подовые электроды, позволяющие работать с полным или частичным сливом металла, проводить любые технологи¬ческие операции, включая кислородную продувку расплава, вести «горячие» и «холодные» ремонты подин.

С результатами наших работ можно познакомиться непосредственно на заводах, где работает оборудование и в многочисленных опубликованных нами и нашими Заказчиками публикациях.

Нами введены в эксплуатацию или находятся в завершающей стадии выполнения пуско-наладочных работ плавильное оборудование на следующих предприятиях:

Доклад по физике на тему: «Литье металлов» — способы и условия получения отливок

На литейных предприятиях продукция получается в результате плавления исходного материала, последующей его заливки в форму, а затем затвердевания. Литейные цеха производят изделия широкого ассортимента: от компонентов двигателей до разнообразной тары пищевой промышленности. Литьём получают всю продукцию из чугуна, до половины алюминиевых деталей, до 20 % стальных изделий и т.д.

В основе всех литейных технологий лежит понятие жидкотекучести, когда материал, нагретый до температуры, превышающей температуру его плавления, превращается в высоковязкую жидкость. При этом должен соблюдаться эффект неразрывности её течения в необходимом направлении. Это даёт возможность формовать, в процессе затвердевания расплава, нужные заготовки.

Все литейные металлы обладают сложной структурой, поэтому на жидкотекучесть, оказывают влияние:

1. Вязкость.
2. Поверхностное натяжение.
3. Характер поверхностной оксидной пленки.
4. Наличие, содержание и состав включений.
5. Способ затвердевания.
6. Химический состав основного материала.
7. Физико-механические характеристики, прежде всего, удельный вес и температура плавления.

Жидкотекучесть устанавливается по результатам химических анализов и технологических проб применительно к конкретному материалу отливки.

Если ранее процесс течения жидкого металла был плохо управляемым, что приводило к различным дефектам литья – неравномерности структуры конечной продукции и пористости, то теперь ситуация изменилась. Чтобы производить отливки с оптимальным качеством и минимизировать издержки производства, освоены процессы компьютерного моделирования, в результате которых можно прогнозировать скорость потока и наличие различных охлаждающих эффектов. Именно они становятся причиной пористости литого продукта.

Читайте также: Крепление сетки рабицы к металлическим столбам: к профильной трубе без сварки

3-D моделирование позволяет регулировать:

• Вязкость расплава;
• Интенсивность охлаждения;
• Степень пористости.

Разрабатываемая технологом с учётом перечисленных факторов пространственная модель отливки позволяет ещё на стадии проектирования технологии оптимизировать дизайн детали (обеспечивая её оптимальную конфигурацию), конструировать литейную оснастку, а также создавать наилучшую последовательность выполняемых операций.

Литьё в кокиль

Литьё металлов в кокиль — более качественный способ. Изготавливается кокиль — разборная форма (чаще всего металлическая), в которую производится литьё. После застывания и охлаждения, кокиль раскрывается и из него извлекается изделие. Затем кокиль можно повторно использовать для отливки такой же детали.

Литьё в кокиль, кокильное литьё, способ получения фасонных отливок в металлических формах — кокилях. В отличие от других способов литья в металлические формы (литьё под давлением, центробежное литьё и др.), при литьё в кокиль заполнение формы жидким сплавом и его затвердевание происходят без какого-либо внешнего воздействия на жидкий металл, а лишь под действием силы тяжести. Основные операции и процессы: очистка кокиля от старой облицовки, прогрев его до 200—300°С, покрытие рабочей полости новым слоем облицовки, простановка стержней, закрывание частей кокиля, заливка металла, охлаждение и удаление полученной отливки. Процесс кристаллизации сплава при литье в кокиль ускоряется, что способствует получению отливок с плотным и мелкозернистым строением, а следовательно, с хорошей герметичностью и высокими физико-механическими свойствами. Однако отливки из чугуна из-за образующихся на поверхности карбидов требуют последующего отжига. При многократном использовании кокиль коробится и размеры отливок в направлениях, перпендикулярных плоскости разъёма, увеличиваются.

В кокилях получают отливки из чугуна, стали, алюминиевых, магниевых и др. сплавов. Особенно эффективно применение кокильного литья при изготовлении отливок из алюминиевых и магниевых сплавов. Эти сплавы имеют относительно невысокую температуру плавления, поэтому один кокиль можно использовать до 10000 раз (с простановкой металлических стержней). До 45 % всех отливок из этих сплавов получают в кокилях. При литье в кокиль расширяется диапазон скоростей охлаждения сплавов и образования различных структур. Сталь имеет относительно высокую температуру плавления, стойкость кокилей при получении стальных отливок резко снижается, большинство поверхностей образуют стержни, поэтому метод кокильного литья для стали находит меньшее применение, чем для цветных сплавов. Данный метод широко применяется при серийном и крупносерийном производстве.

Технология литейного производства чёрных и цветных металлов

Литейные свойства материалов учитывают не только жидкотекучесть, но и уменьшение объёма, которое происходит в процессе охлаждения отливки. Такое явление называют усадкой; она составляет 1…3 % от первоначальных размеров. Поскольку все металлы анизотропны, то различают линейную и объёмную усадку, которые определяют итоговый баланс металла. Первый параметр важен для отливок с увеличенным соотношением длины к ширине, а второй – для отливок сложной формы.

В процессе охлаждения металла в его структуре наблюдается ликвация – неоднородность зёрен, что обуславливается различными свойствами составляющих. Формируются также примеси и неметаллические включения. Ликвация негативно влияет на свойства конечной продукции, поэтому неоднородность структуры стараются уменьшать всеми приемлемыми способами. В частности, действующий ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов» ограничивает содержание фосфора, серы (а также их соединений – сульфидов и фосфидов), ряд газов – водород, кислород, а также количество шлаков, не выведенных из металла.

В зависимости от литейных свойств металлов принимается решение о выборе целесообразной технологии получения отливок. Различают свободное литьё в формы (песчаные или металлические), литьё под давлением, литьё выжиманием, центробежное литьё, а также комбинированные способы, например, жидкую штамповку.

Литьё по газифицируемым (выжигаемым) моделям

Литьё по газифицируемым моделям (ЛГМ) из пенопласта по качеству фасонных отливок, экономичности, экологичности и высокой культуре производства наиболее выгодно. Мировая практика свидетельствует о постоянном росте производства отливок этим способом, которое в 2007 году превысило 1,5 млн т/год, особенно популярна она в США и Китае (в одной КНР работает более 1,5 тыс. таких участков), где всё больше льют отливок без ограничений по форме и размерам. В песчаной форме модель из пенопласта при заливке замещается расплавленным металлом, так получается высокоточная отливка. Чаще всего форма из сухого песка вакуумируется на уровне 50 кПа, но также применяют формовку в наливные и легкоуплотняемые песчаные смеси со связующим. Область применения ЛГМ — отливки массой 0,1—2000 кг и более, тенденция расширения применения в серийном и массовом производстве отливок с габаритными размерами 40—1000 мм, в частности, в двигателестроении для литья блоков и головок блоков цилиндров и др.

На 1 тонну годного литья расходуется 4 вида модельно-формовочных (неметаллических) материалов:

• кварцевого песка — 50 кг,
• противопригарного покрытия — 25 кг,
• пенополистирола — 6 кг,
• плёнки полиэтиленовой — 10 кв.м.

Отсутствие традиционных форм и стержней исключает применение формовочных и стержневых смесей, формовка состоит из засыпки модели песком с повторным его использованием на 95-97 %.

Литьё под давлением

Литье под давлением используется для производства отливок ответственного назначения. Процесс требует использования специального оборудования, где металл плавится, а затем поступает в форму, где охлаждается и затвердевает.

Литье под давлением используется для изготовления тонкостенных деталей с большим количеством рёбер и поднутрений. Такие отливки применяют в бытовой технике, электроинструментах, деталях автомобилей и пр. Формы для литья под давлением не ограничиваются по сечению.

1. Возможность получения деталей со сложными формами и небольших размеров.
2. Высокое качество поверхности.
3. Повышенная (в сравнении с обычными литейными технологиями) точность.
4. Стабильность характеристик металла отливки.
5. Высокая производительность.

Читайте также: Сатинирование алюминия – Сатинированный (царапанный) дюралевый лист — Материалы для механической обработки

1. Высокая стоимость оборудования и оснастки.
2. Сравнительно небольшая стойкость инструмента.
3. Повышенный уровень первоначальных финансовых затрат.

Литьё под давлением оправдывает себя при значительных программах выпуска продукции, либо при повышенных требованиях к качеству готовых отливок (в частности, для исключения последующей механической доработки).

Технологический цикл для литья под давлением очень короткий, обычно от 2 секунд до 2 минут, он состоит из следующих четырех этапов:

• Зажима частей пресс-формы, при этом одна половина закрепляется на оборудовании, а вторая получает возможность скольжения по направляющим;
• Подачи расплава в закрытый объём пресс-формы. Объём впрыска определяется объёмом металла (с учётом его усадки), давлением и мощностью подачи;
• Охлаждения расплава в процессе контакта металла со стенками пресс-формы. В некоторых случаях усадку учитывают поджатием подвижной половины пресс-формы к поверхности затвердевающей детали;
• Удаление сформированной отливки из оснастки, время которого рассчитывается, исходя из термодинамических свойств материала и максимальной толщины стенки детали.

После цикла литья под давлением обычно требуется некоторая пост-обработка. Так, при охлаждении часть материала, находящегося в каналах формы, затвердевает. Этот избыточный металл должен быть обрезан с помощью резаков. При необходимости его можно добавлять в расплав, используя для литья следующей партии продукции.

Применение оболочковых форм

Расплавленный металл свободно заливается в оболочковые формы на основе из термореактивных смесей.

Разновидность способа литья с разовыми песчаными формами. В итоге появляются поверхности с высоким качеством изготовления. В основе смеси – кварцевый песок и смола синтетического происхождения. При 70 градусах фенолформальдегидные смолы начинают растворяться, их температура плавления достигает 120 градусов. Спустя несколько секунд материал переходит к отвердению. При 450 градусах у смолы идёт выгорание. Способы получения оболочковых форм основаны на способностях смол переходит из жидкого состояния к твёрдому необратимому. После заливки модель легко разрушается, освобождая необходимое место.

Литьё выжиманием

Технология используется в случае, когда требуется постоянная компенсация усадки материала, и применяется для литья крупных отливок с тонкими стенками. Для этого подвижная полуформа получает принудительное перемещение по направлению к поверхности расплава – вращением, винтовым или плоско-параллельным движением. Последовательность переходов такова. Металл заливают в нижнюю часть формы, далее перемещают подвижную её часть до контакта с расплавом, при этом излишек сливается в приёмный ковш установки. Поскольку между ним и основным металлом поддерживается постоянный тепловой контакт, то потери тепла минимальны, и физико-механические параметры материала равномерны во всех сечениях. Возрастает и коэффициент заполнения формы. После затвердевания подвижная полуформа перемещается в исходное положение, а готовая отливка выталкивается из полости.

1. Повышенная структурная однородность отливки.
2. Высокая равномерность физико-механических характеристик материала.
3. Высокая производительность процесса.

В основном литьё выжиманием используется для получения продукции из алюминиевых литейных сплавов.

Изготовление литейных форм

Ручное изготовление форм предполагает выполнение действий в следующей последовательности.

Начинают с изготовления нижней полуформы.

На подмодельную доску устанавливают нижнюю половину модели, у которой нет центрирующих шипов. После этого ставят опоку. Разделительным составом покрывают поверхность модели и доски, чтобы смесь и оснастка не прилипали друг к другу. Обычно для этого применяют графит или тальковый порошок, кварцевый песок. 20-30 миллиметровый слой облицовочной смеси тоже наносят на модель, руками вокруг самой модели уплотняют эту же часть. Остальной объём опоки заполняется наполнительной смесью. Трамбовка сначала идёт у стенок опоки, потом переходит к средней части. Линейку применяют для срезания излишков. Отверстия для выхода газов накладывают на расстоянии 10-15 миллиметров от модели, и 40-50 мм друг от друга. Вторая подмодельная доска закрывает заформованную опоку, потом всё переворачивают на 180 градусов.

Изготовление верхней полуформы.

Верхнюю половину модели устанавливают на нижнюю половину, по центрирующим шипам. Следом устанавливают модели шлакоуловителей вместе со стояком и выпорами. Тонким слоем сухого кварцевого песка посыпают поверхность разъёма формы, чтобы защититься от прилипания смеси в нижней опоке к формовочному аналогу. По центрирующим штырям на нижнюю опоку устанавливают верхнюю. Наполнение формовочными смесями идёт так же, как и в случае с верхней частью. Литниковую чашу прорезают гладилкой, когда уплотнение смеси завершено.

Требуется раскачать модели стояка и выпоров, удалить их из верхней полуформы. Опоку внизу тоже снимают, потом поворачивают на 180 градусов, чтобы разъём находился вверху. Питатели прорезают гладилкой, в плоскости разъёма нижней полуформы. Половину обычных моделей и модель шлакоулавителей тоже удаляют из полуформ, слегка раскачав конструкции. Важно удалить любые дефекты, которые появились в процессе работы. Для удаления возможных засоров всё обдувают сухим влажным воздухом. Молодой древесный уголь или графит применяют для припыливания поверхности.

Читайте также: Правила крепления профнастила саморезами на крыше: выбор крепежей

Сборка литейной формы.

Стержень устанавливают в нижнюю полуформу, когда подобное действие необходимо. Потом сверху идёт верхняя полуформа. Скобами или штырями конструкцию фиксируют, потом на верхнюю полуформу устанавливают груз. Это необходимо, чтобы предотвратить уход металла жидкой формы через разъём во время отливки. Металл заливают в форму, пока не будет заполнен весь объём.

Оборудование и формы

В качестве плавильного оборудования в литейных производствах предусматриваются дуговые или индукционные электропечи. Вид оборудования определяется металлами, с которыми работает литейный цех/участок: электродуговые печи идеально подходят для работы со сталью или чугуном, в то время как литейный цех, специализирующийся на меди, с большей вероятностью использует индукционную печь. Печи могут варьироваться в размерах: от небольшого настольного оборудования до тех, что весят несколько тонн.

Современные литейные производства механизированы. Механизации подвергаются практически все операции цикла: от производства стержней до собственно литья. Формовочные машины применяют при серийном производстве отливок. Ручная формовка распространена лишь в малых ремонтных производствах.

В состав основного оборудования включают:

• Плавильные печи;
• Заливочные ковши;
• Загрузочно-транспортное оборудование — погрузчики, краны, конвейеры и пр.
• Средства управления и автоматики.

Электродуговая печь работает по принципу периодического плавления. Металл расплавляется путем подачи электрической энергии внутрь печи через графитовые электроды. Дополнительная химическая энергия подается кислородно-топливными горелками. Кислород вводят для удаления примесей и другого растворённого газа. Когда металл расплавляется, шлак образуется и плавает к верхней части расплава; шлак, который часто содержит нежелательные примеси, удаляется перед выводом.

Индукционная печь передает электрическую энергию методом индукции, когда высоковольтный электрический источник индуцирует низкое напряжение при большом токе во вторичной катушке. Индукционные печи способны работать при минимальной потере сырья, однако больше используются при производстве отливок из цветных металлов и сплавов.

Все литейное оборудование специально разрабатывается для надежной работы при повышенных температурах. Доминирующими тенденциями при производстве данной техники являются масштабность, автоматизация, оперативная отделка отливок, повышенные безопасность и эффективность.

Какие смазочные материалы применяются? Выбор зависит от марки материала и метода литья. Исходный концентрат в жидком виде должен быть водорастворимым, а в твёрдом виде используются термостойкие пасты.

Основной инструмент в литейном производстве

Литейная оснастка – это модели (шаблоны), опоки и формы. Что такое опока? Это полость, куда заливается расплавленный металл. Шаблон представляет собой реплику объекта, подлежащего литью, и используется для формирования отливки. Модели могут быть изготовлены из древесины, металла или пластмассы. Основными этапами получения оснастки являются:

• Получение полости;
• Размерная обработка элементов;
• Разработка и установка механизмов зажима.

Формы разрабатывают с учётом усадки металла, для чего предусматривают компенсаторы. Стенки форм имеют конические участки для облегчения выталкивания из них готового изделия. Полые отливки создаются с использованием стержня — дополнительного объёма песка или металла, который образует внутренние отверстия и проходы в отливке. Каждый стержень помещают в форму до заливки. Для облегчения выемки застывшей отливки из формы используют противопригарные покрытия.

Существует два различных типа литейных форм: одно- и многоразовые.

Изготовление модельной оснастки многоразового применения обычно производится из металла, одноразового – из песка. Для облегчения складирования и применения всегда выполняется маркировка кокилей.

После того, как подготовка формовочных песков завершена, песок размещается вокруг модели. Затем образец удаляют, стержни устанавливают на место, после чего производят заливку расплава. Конструктивные особенности инструментов для литья оптимизируются для различных металлов и уровней сложности полости.

Стоимость некоторых видов литейного оборудования и оснастки представлена в таблице:

Наименование	Назначение	Ориентировочная цена, тыс. руб.
Кокили	Для литья чугунных отливок массой до 15000 кг	2
Линия непрерывного литья	Для получения отливок из цветных металлов и сплавов	7200
Индукционная печь	Универсального применения	800
Машина для литья под давлением	То же	4500
Индукционный плавильный комплекс	То же	1500
Вихревые смесители непрерывного действия	Для приготовления песчаных смесей	13
Машина для центробежного литья	Универсального применения	25
Изложница	Для литья чугуна	1,5
Выбивная решётка	Для удаления остатков песчаных форм	16

Литьё на основе выплавляемых моделей

Такой способ использовался для литья скульптур ещё много лет назад. В 40-ых годах двадцатого века нашёл применение в сфере машиностроения.

Отличается трудоёмкостью процесса и высокими ценами. Но во многих ситуациях оправдано и применение такой технологии, например:

1. При отсутствии последующей обработки механического характера.
2. Если механическая обработка сама слишком сложная и трудоёмкая.
3. Используются труднообрабатываемые сплавы.

Изготовление отливок по выплавляемым моделям существует большое количество, как и рецептур по модельным и формовочным смесям.

Широкое распространение получила смесь, в которой по 50% стеарина и парафина. Под небольшим давлением в пресс-форму из печи размещают легкоплавкий сплав в расплавленном состоянии. Результат – легкоплавкие модели, сохраняющие точные размеры.

Легкоплавкую модель достают из формы, когда изделие полностью затвердеет. Потом всё собирается в блоки с литниковой системой. Следующий этап – погружение в огнеупорную суспензию, состав которой включает 70% кварцевой муки и 30% гидролизованного раствора этилсиликата с повышенной клейкостью. Блок с моделями посыпают кварцевым песком, потом подвергают сушке. Эти операции повторяют по несколько раз, чтобы в итоге получить конструкцию с толщиной 5-8 миллиметров.

Плавление идёт с помощью горячего воздуха, температура которого составит 120-150 градусов, допустимо применение и холодной воды. В металлический жакет помещают облицованную и просушенную форму, когда речь идёт о крупных разновидностях отливок. Потом всё засыпают песком и уплотняют, либо засыпают металлическими смесями.

Потом идёт прокаливание готовой формы, пока не наберётся температура в 850-900 градусов. При таких условиях выгорают все остатки легкоплавкого металла. Сама форма становится прочной керамической оболочкой.

Расплавленный сплав помещают в форму. Используют центробежные силы, когда возникает необходимость.

Блоки отливок выбивают из опок после того, как металл затвердел. Отдельно отбивают корку из керамики. Для этого отливки выщелачивают в ванне с раствором при 120 градусах. Потом остаётся всё промыть в горячей воде. Многие заводы автоматизируют и механизируют процессы обработки.

Для получения точных отливок в промышленности начали применять следующие технологии:

Читайте также: Олово: свойства, формы, способы добычи и применение

• По газифицирующим моделям.
• По выжигаемым моделям.
• По размораживаемым.
• На основе растворяемых.
• Газофицируемые модели или использование пеномоделей – один из самых перспективных методов.

В этом случае предполагается применение неразъёмных форм. Из них модель не извлекают. Теплота расплавляемого металла и обеспечивает газификацию. Масса итоговых отливок – от 0,2 килограмм до нескольких тонн.

Малой плотностью отличается сам пенополистирол, который применяют в изготовлении деталей. Его разложение происходит при 300-350 градусах. В результате выделяются только пары стирола, обработка идёт даже обычной проволокой и ножами.

Для единичного производства берут пенопластовые модели, проходящие ручную обработку. Пилы, рубанки и станки становятся незаменимыми помощниками в этом процессе. Модели можно изготавливать по частям, чтобы потом соединять их в единое целое.

Вспенивание внутри форм из пластмасса или металла – метод, который применяют в случае с крупносерийным производством. Полистироловые гранулы загружают внутрь формы с полостью, которая напоминает модель по конфигурациям и размерам. Гранулы начинают вспениваться и расширяться при нагревании, спекаются друг с другом. Полость формы заполняется полностью. Модель извлекают из формы после окончания охлаждения.

Для формовки пенопластовых моделях в опоках используют обычные методы. Встряхивающие и вибрационные станки применяют для формовочных смесей.

Форму заливают сплавом, когда производство почти закончено. Модель проходит газификацию. Газы удаляются в выпоры. Отливка образуется на том месте, где раньше была модель.

Изготовление отливок на пенопластовой основе предполагает и другие методы. На завершающих этапах удаление модели предполагает применение таких технологий:

1. Растворение.
2. Прокаливание формы.
3. Электроплавка.
4. Продувка формы.

Пенопластовые модели легко заменят выплавляемые аналоги.

Дефекты литейных сплавов

Перед тем, как производственный цикл выпуска отливок заканчивается, физические свойства и структурная целостность конечного продукта подлежат проверке. Методы испытаний могут быть разрушающими и неразрушающими. Выбор метода обнаружения дефектов зависит от технологического назначения детали. Для некоторых чисто эстетических продуктов требуется только краткий визуальный осмотр для определения точности размеров, наличия трещин и оценки качества отделки. Для литья, имеющего индустриальное применение, в ходе испытаний устанавливаются все физико-механические свойства металла (пластичность, прочность на растяжение, относительное удлинение, ударная вязкость, твердость и т.д.).

Наиболее распространёнными дефектами литья являются:

1. Усадочные дефекты. Когда металл затвердевает после заливки в формы или отливки, он должен сжиматься. Когда металла недостаточно, усадка из чугуна приведет к образованию отверстий или пустот в отливке. В зависимости от его причины существует много типов усадки. При осевой усадке материал по центру получает больше времени для затвердевания по сравнению с металлом по периферии, что приводит к образованию полости. Это может быть вызвано температурой, при которой заливается расплавленный металл, скоростью заливки, качеством исходного сырья.
2. Дисперсная усадка. Размерное изменение элементов сплава может привести к такому типу усадки, где полости образуются перпендикулярно литейной поверхности. К этому типу дефектов может привести высокое содержание азота или низкое содержание углерода.
3. Иногда все литейные изделия могут иметь одинаковый тип дефектов по размерам. Причина – разная скорость отвердевания различных частей отливки.
4. Швы или шрамы. Это металлургический дефект, который характеризуется наличием углублений на поверхности отливки. Дефект вероятен, когда в процессе плавки графит перемещается в усадочные полости.
5. Шлаковые включения. Они представляют собой мелкие пятна, обнаруженные на поверхности литейных изделий. Такие включения вызываются загрязнениями исходного металла карбидами, кальцитами, оксидами и сульфидами.
6. Незаполнение отдельных участков. Вызывается наличием газа в отдельных частях пресс-формы, пониженной текучестью материала. Потребуется увеличить температуру его нагрева и/или вести плавку в вакууме.

Литьё в песчаные формы

Литьё в песчаные формы — дешёвый, самый грубый, но самый массовый (до 75-80 % по массе получаемых в мире отливок) вид литья. Вначале изготовляется литейная модель (ранее — деревянная, в настоящее время часто используются пластиковые модели, полученные методами быстрого прототипирования), копирующая будущую деталь. Модель засыпается песком или формовочной смесью (обычно песок и связующее), заполняющей пространство между ею и двумя открытыми ящиками (опоками). Отверстия в детали образуются с помощью размещённых в форме литейных песчаных стержней, копирующих форму будущего отверстия. Насыпанная в опоки смесь уплотняется встряхиванием, прессованием или же затвердевает в термическом шкафу (сушильной печи). Образовавшиеся полости заливаются расплавом металла через специальные отверстия — литники. После остывания форму разбивают и извлекают отливку. После чего отделяют литниковую систему (обычно это обрубка), удаляют облой и проводят термообработку.

Новым направлением технологии литья в песчаные формы является применение вакуумируемых форм из сухого песка без связующего. Для получения отливки данным методом могут применяться различные формовочные материалы, например песчано-глинистая смесь или песок в смеси со смолой и т.д. Для формирования формы используют опоку (металлический короб без дна и крышки). Опока имеет две полуформы, то есть состоит из двух коробов. Плоскость соприкосновения двух полуформ — поверхность разъёма. В полуформу засыпают формовочную смесь и утрамбовывают её. На поверхности разъёма делают отпечаток промодели (промодель соответствует форме отливки). Также выполняют вторую полуформу. Соединяют две полуформы по поверхности разъёма и производят заливку металла.

Подбор специалистов

Эта профессия предполагает производство чугунных, стальных или цветных металлических деталей различными процессами литья, а также периодическое проведение испытаний материалов с целью обеспечения качества. Специалист современного литейного цеха – обрубщик, плавильщик, формовщик — должен знать различные типы пресс-форм и материалов, обработку литейных инструментов, химические процессы, происходящие во время литья.

Профессиональная подготовка включает в себя:

• Теоретическое профессиональное обучение;
• Практику в компании непосредственно на рабочих местах;
• Стажировку или прохождение курсов переподготовки.

Последний этап предназначается для специалистов литейного производства, желающих повысить свою квалификацию. Среди них могут быть операторы производства, инженеры, менеджеры, металлурги, персонал подразделений, обеспечивающих качество, специалисты по охране труда.

В обязательную программу подготовки или переподготовки входят:

1. Основы металлургических процессов (материалы, термодинамика).
2. Виды оборудования.
3. Вторичные металлургические процессы (заливка, перемешивание металла, охлаждение).
4. Пресс-формы, их проектирование и обслуживание.
5. Дефекты литья.
6. Моделирование литейных процессов.

Откуда идут поставки сырья и оборудования

В качестве основных химических компонентов применяются ферросплавы, соли щелочных металлов, борная кислота, бентонит и др. Основные поставщики и условия поставки представлены в таблице:

Поставщик	Наименование сырья	Ориентировочная цена
МПИ (Челябинск)	Ферросплавы	45…80 руб/кг
DOMINIK GEORG LUH TECHNOGRAFIT GMBH (Германия), Екатеринбург	Графитовые электроды	400…600 руб/т
BW KUNSTSTOFFE E.K. (Германия), Бийск, белгород	Литейные электропечи	По запросу
SMO Crl (Италия)	Пресс-формы	20000…30000
SBM InfiSPA (Италия)	Механическое и загрузочное оборудование	80000…120000

Используется отечественное сырьё, а также поставляемое из Китая, Швеции, Украины.

Источник https://mdx-mini.ru/metalloprokat/litejnoe-oborudovanie.html

Источник https://armrinok.ru/stal/oborudovanie-dlya-plavki-metallov.html

Источник https://sto82.ru/produkciya/lite-eto.html